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Um guia completo para ferramentas de fresa
Na maquinagem, as fresas de topo são muito populares porque são muito versáteis e úteis, tornando-as a ferramenta de corte mais utilizada. Para muitos principiantes na maquinagem, são frequentemente a primeira ferramenta a experimentar. Existem muitos tipos diferentes de fresas de topo, por isso, neste artigo, vamos mergulhar no básico e em algumas dicas para o ajudar a escolher a melhor. Isto ajudá-lo-á a escolher a fresa de topo mais rentável e eficiente para as suas necessidades, quer esteja a comprá-la ou a utilizá-la!
Conteúdo
O que são ferramentas de fresa?
As fresas de topo são utilizadas na maquinagem, girando para remover material da superfície de uma peça de trabalho. Isto ajuda a criar as formas, contornos e superfícies pretendidas. Encontrá-las-á principalmente em fresadoras e centros de maquinagem. As fresas de topo sólidas são normalmente feitas de HSS ou carboneto. Mas, dependendo do seu orçamento, pode optar por tipos de pastilhas, como PCD ou CBN, na aresta de corte, se estiver à procura de maior durabilidade. Assim, as fresas de topo são bastante versáteis, cortando todo o tipo de materiais - metais, madeira, compósitos, plásticos, etc. São perfeitas para indústrias como a automóvel, a aeroespacial, a de moldes, a de novas energias e até a de cuidados de saúde.
Tipos de ferramentas de fresa
As fresas existem em vários tipos, cada uma concebida para diferentes aplicações e níveis de desempenho. A escolha da fresa correta com base nas suas necessidades específicas é crucial. Abaixo estão alguns tipos comuns de fresas. Pode consultar rapidamente a tabela para obter uma visão geral.
| Categoria | Tipo | aplicação | |
|---|---|---|---|
| Moinho END | Fresas de topo quadradas |  | São perfeitas para operações como entalhe, fresagem de arestas e contorno, especialmente quando se trata de fazer arestas em ângulo reto e ranhuras de fundo plano. |
| Fresa de topo de ponta esférica |  | São ideais para o acabamento de alta precisão de superfícies curvas suaves, perfis 3D e contornos complexos. | |
| Fresas de topo de topo |  | Perfeita para o tratamento de arestas arredondadas, reduzindo as lascas, e ideal para áreas de transição. | |
| Fresas de topo para arredondamento |  | Ótimo para arredondar e chanfrar arestas exteriores, rebarbar e melhorar o aspeto e a segurança das arestas das peças. | |
| Fresas de topo para rebaixamento |  | Utilizado para maquinar cortes inferiores, ranhuras, saliências ou peças complexas com geometrias de difícil acesso. | |
| Microfresas de topo |  | Ideal para micro-usinagem, componentes electrónicos, dispositivos médicos e fabrico de micro-moldes. | |
| Moinhos de facas | Fresa de faceamento |  | Perfeita para a fresagem plana de grandes áreas, capaz de efetuar uma maquinação em bruto eficiente e um acabamento superficial de alta precisão. |
| Cortadores de ranhuras | Cortadores de ranhuras em T |  | Ideal para a maquinagem de ranhuras em T, utilizadas para a fixação de dispositivos ou para a instalação e posicionamento de mecanismos deslizantes. |
| Cortadores de serra |  | Ideal para maquinação de alta precisão de ranhuras profundas e estreitas ou separação de peças finas | |
| Cortadores especializados | Fresa de encaixe |  | Utilizado para a maquinagem de ranhuras triangulares em forma de cauda de andorinha em peças de trabalho. |
| Fresas de rosca |  | Ideal para a maquinagem de roscas internas e externas. | |
| Fresas côncavas e convexas |  | Ideal para a maquinagem de perfis curvos côncavos ou convexos em peças de trabalho, normalmente utilizados no processamento de moldes e decoração. | |
| Fresa cilíndrica |  | Utilizada principalmente para fresagem plana de grandes áreas ou maquinagem de perfis de precisão. |
De seguida, vamos analisar mais detalhadamente cada tipo de fresa.
1. Fresas de topo
A fresa de topo, sendo o tipo mais comum, tem arestas de corte tanto na ponta como nos lados, o que significa que pode cortar em qualquer direção.
1.1 Fresas de topo quadradas
Também conhecidas como fresas de topo planas, as fresas de topo quadradas têm uma ponta plana e um ângulo de corte de 90°. Se estiver a lidar com tarefas como abertura de ranhuras, bolsos ou perfis, estas ferramentas são uma óptima escolha.
1.2 Fresa de topo de ponta esférica
Também designada por fresa de topo esférica, tem uma ponta hemisférica e as suas arestas de corte arredondadas são perfeitas para aplicações que requerem superfícies suaves e curvas ou contornos 3D.
1.3 Fresas de topo de topo
Também conhecidas como fresas de topo de raio de canto, são semelhantes às fresas de topo quadradas, mas com uma aresta de corte arredondada em vez do ângulo agudo de 90°. Este design ajuda a prolongar a vida útil da ferramenta e a evitar lascas, tornando-as perfeitas para o manuseamento de arestas arredondadas.
1.4 Fresas de topo para arredondamento
Com um raio específico na aresta de corte, são especialmente concebidas para a maquinagem de cantos arredondados. São perfeitas para chanfrar as arestas das peças com um acabamento arredondado.
1.5 Fresas de topo para rebaixamento
A ponta é esférica, semelhante a um chupa-chupa, razão pela qual também são designadas por fresas para chupa-chupas. São utilizadas principalmente para maquinar áreas de difícil acesso e peças com estruturas de corte inferior, como na indústria de moldes.
1.6 Microfresas de topo
As microfresas de topo são ferramentas ultra-pequenas, normalmente com diâmetros inferiores a 4 mm e, por vezes, até inferiores a 1 mm. Estas pequenas ferramentas são amplamente utilizadas em indústrias onde a precisão e a atenção aos detalhes são importantes, como a eletrónica e as peças minúsculas. E sim, até os dentistas utilizam microfresas de topo para “arranjar” os dentes quando estes estão com problemas!
2. Moinhos de facas
Existem dois tipos: Fresagem de faces PCD ajustável e Fresagem de faces PCD para soldadura. Com as suas cabeças de grande diâmetro, estas ferramentas podem cobrir uma área de corte maior, o que aumenta a eficiência. O design da pastilha intercambiável permite uma rápida remoção de material durante o desbaste e um acabamento de alta precisão, ajudando a reduzir os custos.
3. Cortadores de ranhuras
As fresas de fenda são ferramentas de fresagem concebidas para cortar fendas ou ranhuras estreitas.
3.1 Cortadores de ranhuras em T
Os dentes são perpendiculares ao diâmetro exterior e a aresta de corte forma um “T”. A cabeça é mais larga, o que a torna perfeita para maquinar ranhuras em “T”. Estas são frequentemente utilizadas para fornecer posições de montagem e de deslizamento para dispositivos de fixação.
3.2 Cortadores de serra
As lâminas são mais finas, concebidas para a maquinação de ranhuras ou ranhuras estreitas com uma profundidade superior à espessura da lâmina.
4. Cortadores especializados
Trata-se de fresas de topo não normalizadas, especialmente concebidas e optimizadas para tarefas de maquinação específicas para resolver problemas de processamento únicos com peças de trabalho particulares.
4.1 Fresa de corte em cauda de andorinha
Um tipo de fresa de topo de conformação, tem uma ponta larga e uma aresta de corte trapezoidal, especificamente concebida para maquinar ranhuras em cauda de andorinha. Pode cortar estruturas em cauda de andorinha com uma secção transversal trapezoidal, frequentemente utilizadas no processamento de componentes deslizantes ou ligações fixas.
4.2 Fresas de roscar
Este é um tipo de fresa de topo especificamente concebido para maquinar roscas internas ou externas. Ao contrário da rosca tradicional, uma fresa de rosca utiliza um processo de fresagem para cortar as roscas, oferecendo melhor estabilidade e mais funcionalidade.
4.3 Fresas côncavas e convexas
Um tipo de fresa de topo de conformação, especificamente concebida para maquinar perfis curvos na superfície de uma peça de trabalho.
4.4 Fresa cilíndrica
As arestas de corte estão distribuídas ao longo do perímetro exterior de um corpo cilíndrico, tornando-o ideal para fresar superfícies planas ou grandes áreas de uma peça de trabalho.
Opções de material da fresa
A escolha do material da fresa de topo afecta diretamente o desempenho da maquinagem e a vida útil da ferramenta. Com base na estrutura, elas são divididas em sólidas (como HSS, metal duro, etc.) e tipos de pastilhas (como PCD, CBN, etc.). Ao selecionar o material e a estrutura corretos, é possível melhorar a eficiência da maquinagem e a qualidade do produto.
1. Fresas sólidas
1.1 Fresa HSS
O aço de alta velocidade (HSS) é uma liga com elementos como tungsténio, molibdénio e crómio. Torna a ferramenta super-resistente, pelo que as fresas de topo HSS não lascam tão facilmente. Mas o problema é o seguinte: quando atinge mais de 600°C, começa a perder a sua dureza. Portanto, é realmente bom para cortes de média a baixa velocidade. E sim, é necessário utilizar líquido de refrigeração para manter as coisas estáveis durante o corte. Uma das partes boas é que o HSS tem uma dureza moderada, o que significa que é fácil de afiar novamente quando fica cego. Não é tão preciso como o metal duro, mas é mais barato, por isso, se estiver a trabalhar com maquinação a baixa velocidade, é uma escolha sólida e económica.
1.2 Fresa de metal duro
O carboneto cimentado (liga dura) é fabricado através da sinterização de partículas duras como o carboneto de tungsténio (WC) com um aglutinante, normalmente cobalto (Co), através da metalurgia do pó. É muito mais duro e mais resistente ao desgaste do que as ferramentas HSS. E mesmo a 1000°C, mantém a sua resistência, o que a torna óptima para maquinação a alta velocidade. A desvantagem, no entanto, é que o carboneto é mais frágil do que o HSS, pelo que é mais fácil de partir. Mas, apesar disso, as fresas de topo em carboneto têm uma vida útil mais longa e uma melhor precisão, o que as torna perfeitas para maquinar materiais duros como ferro fundido e metais não ferrosos.
1.3 Fresa de metal duro revestida
As fresas de topo de metal duro revestidas são ferramentas com um ou mais revestimentos resistentes ao desgaste (como TiN, TiAlN ou AlTiN) aplicados ao substrato de metal duro. Estes revestimentos ajudam a reduzir o atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho, o que diminui o desgaste da ferramenta. Os revestimentos também têm estabilidade a altas temperaturas, permitindo que a ferramenta mantenha o desempenho em condições de corte a alta velocidade ou a seco. Além disso, o material de revestimento é mais resistente a reacções químicas com a peça de trabalho, evitando problemas como a adesão ou oxidação da ferramenta ao maquinar materiais como o aço inoxidável ou ligas resistentes ao calor. Como resultado, as ferramentas revestidas duram 2 a 10 vezes mais do que as não revestidas, oferecendo uma eficiência económica muito melhor.
2. Fresas com ponta
2.1 Fresa PCD
Então, o PCD, ou Diamante Policristalino, é feito através da sinterização de pequenos grãos de diamante. Muito fixe, não é? É 80 a 120 vezes mais duro do que as ferramentas de liga normal. É por isso que dura muito tempo quando se trabalha com materiais duros como cerâmica, grafite, fibra de vidro e até compósitos de fibra de carbono. Além disso, por ser tão resistente à corrosão, funciona muito bem com materiais pegajosos como ligas de alumínio ou cobre - acabaram-se as obstruções! Mas há um senão. Quando as coisas atingem cerca de 700°C, o PCD começa a perder a sua dureza. E sim, se a temperatura for suficientemente elevada, pode até reagir com o carbono do aço, o que é um problema. Por isso, basicamente, não é a melhor opção para trabalhos a altas temperaturas ou para maquinar materiais ferrosos como o aço.
2.2 Fresa CBN
A fresa de CBN é uma ferramenta com uma aresta de corte feita de Nitreto de Boro Cúbico (CBN). O CBN é o segundo material mais duro depois do diamante e apresenta uma inércia química excecional na maquinagem de materiais ferrosos, como o aço e o ferro fundido. Ao contrário do diamante, o CBN não reage quimicamente com materiais à base de ferro, tornando-o a melhor escolha para maquinar aço. Por outro lado, como o CBN é muito duro, a sua aresta de corte não é tão afiada, pelo que não é adequado para maquinar metais não ferrosos como o alumínio e o cobre. Além disso, devido à excelente condutividade térmica destes metais, a área de corte permanece mais fria durante a maquinagem, o que significa que a elevada resistência ao calor das fresas de CBN não brilha realmente nestas condições, limitando as suas vantagens de desempenho.
3.3 Fresa com ponta de metal duro
A fresa com ponta de carboneto é uma ferramenta em que a cabeça de corte é feita de carboneto cimentado, enquanto a haste é normalmente feita de aço mais barato. Este design equilibra o desempenho e o custo, combinando a elevada dureza do carboneto com a tenacidade do aço. Para ambientes de maquinagem padrão, é a escolha mais económica para operações de fresagem, oferecendo um excelente valor pelo desempenho que proporciona.
Escolher a fresa correta
Acima, apresentámos os diferentes estilos e estruturas de materiais das fresas. Se ainda não tem a certeza sobre as caraterísticas de cada tipo, pode consultar rapidamente a tabela de tipos de ferramentas acima.
É claro que, nas aplicações reais de maquinação, também temos de ter em conta outros factores, incluindo as condições de processamento, os requisitos de maquinação e, mais importante, a eficiência económica.
1. Condições de maquinagem
Em primeiro lugar, é necessário avaliar o desempenho da máquina-ferramenta. A velocidade do fuso e a potência do equipamento também afectam a escolha da ferramenta. Por exemplo, as máquinas de alto desempenho podem lidar com ferramentas de alta velocidade, como fresas de carboneto ou CBN. As ferramentas maiores necessitam de mais potência, enquanto as mais pequenas requerem uma correspondência entre a velocidade máxima do fuso da máquina e a velocidade mínima de corte da ferramenta. Além disso, certifique-se de que o fuso da máquina e o sistema de fixação são compatíveis com o tamanho e o design da ferramenta.
2. Requisitos de processamento
2.1 Requisitos do material da peça de trabalho
Os diferentes materiais da peça de trabalho determinam o material e o revestimento da fresa. Para maquinar materiais macios como ligas de alumínio e metais não ferrosos, as ferramentas de metal duro funcionam bem. Se o seu orçamento permitir, pode optar por ferramentas PCD para uma vida útil mais longa. Para materiais mais duros como o aço inoxidável e o titânio, as ferramentas CBN, que têm uma maior resistência ao desgaste, são uma boa escolha. As ferramentas de metal duro revestidas também podem ajudar a prolongar a vida útil da ferramenta e melhorar a resistência ao calor. E se estiver a maquinar materiais compostos como a fibra de vidro, as ferramentas PCD são a melhor opção para obter os resultados mais eficazes.
2.2 Requisitos de acabamento da superfície:
Projectos diferentes requerem acabamentos de superfície e precisão diferentes. Para maquinação em desbaste, escolha ferramentas com um tamanho maior para melhorar a eficiência da remoção de material. Para o acabamento, são necessárias fresas com mais dentes e detalhes mais finos para obter um acabamento de superfície mais suave.
3. Parâmetros da ferramenta
3.1 Estrutura da fresa
A estrutura da fresa determina o seu cenário de maquinação ideal. As ferramentas sólidas são óptimas para acabamento, enquanto as indexáveis são mais adequadas para desbaste. No que diz respeito à relação comprimento/diâmetro (L/D) da ferramenta, as ferramentas com uma relação L/D baixa, inferior a ⅓, são melhores para situações de maquinagem de elevada rigidez. No entanto, não são ideais para maquinagem de cavidades profundas porque o comprimento da ferramenta é limitado. Para cavidades profundas complexas ou maquinagem de contorno, necessitará de ferramentas com uma relação L/D superior a ⅓. Mas tenha em mente que essas ferramentas mais longas têm menor rigidez e são propensas a vibrações. Para reduzir isso, você pode usar suportes de ferramentas antivibração, diminuir a velocidade do fuso (n) e a taxa de avanço (f) ou reduzir a profundidade de corte radial (ap ≤ 0,3D) para diminuir as forças de corte.
3.2 Revestimento da fresa
O revestimento de uma fresa pode aumentar significativamente a sua resistência ao desgaste, ao calor e à oxidação. A SUNDI oferece uma variedade de diferentes tipos de revestimento. Para a maquinação de metais não ferrosos e materiais compósitos, pode utilizar revestimentos DLC (Diamond-like Carbon) coloridos. Para obter informações mais detalhadas, clique no link para consultar “50 Revestimentos de ferramentas para diferentes materiais”.
3.3 Número de dentes da fresa
O número de dentes de uma fresa está diretamente relacionado com a sua capacidade de remoção de material. Menos dentes permitem uma maior remoção de aparas, tornando-as perfeitas para desbaste, especialmente quando se está a trabalhar com materiais mais macios. Em contrapartida, as fresas com 4 ou mais dentes são melhores para o acabamento e são especialmente eficazes na maquinação de materiais mais duros, como o aço ou o ferro fundido.
3.4 Geometria da ferramenta
O ângulo de ataque, o ângulo de inclinação da aresta de corte e o ângulo de alívio devem ser combinados de acordo com o material da ferramenta, o material da peça de trabalho e as condições de maquinação. Um ângulo de inclinação maior é adequado para materiais mais macios como o alumínio, enquanto que para materiais mais duros como o aço, um ângulo de inclinação menor ajuda a melhorar a estabilidade do corte.
3.5 Eficiência económica
Finalmente, a escolha da ferramenta correta requer um cuidadoso equilíbrio entre custo, vida útil e tempo de substituição da ferramenta. Para projectos mais pequenos, a utilização de algumas marcas alternativas rentáveis pode oferecer uma melhor eficiência de custos. Por outro lado, em condições de produção específicas, a opção por ferramentas com vida útil mais longa, como a utilização de ferramentas PCD para maquinagem de alumínio, pode ser mais dispendiosa à partida. No entanto, a vida útil mais longa da ferramenta reduz o tempo de inatividade e os custos de substituição, proporcionando, em última análise, uma melhor eficiência de custos a longo prazo, especialmente em cenários de maquinação de alto volume ou de precisão.
Conclusão
Em suma, as fresas são uma das ferramentas mais utilizadas na maquinagem, e a sua variedade de tipos e materiais torna-as versáteis em muitos sectores. Se ainda não tem a certeza de qual a fresa mais adequada para si, não hesite em contactar a nossa equipa SUNDI. Com décadas de experiência, os nossos engenheiros de vendas podem ajudá-lo a escolher a ferramenta perfeita para o seu projeto e garantir que obtém resultados de alta qualidade.
Tem perguntas? Entre em contacto agora para obter um orçamento!
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